DE2649570C2 - Vorrichtung zur Führung einer Werkzeugaufnahmevorrichtung - Google Patents

Description

a) daß die Längsachse des in die geneigte Bohrung (12) eiligreifenden Abschnittes des Bolzens (13) parallel zur Längsachse der geneigten Bohrung (12) ausgerichtet ist,

b) dall der in die geneigte Bohrung (12) eingreifende Abschnitt des Bolzens (13) in einer Kugelführungsbuchse (14) gelagert ist,

c) daß in dem aus der Bohrung (12) herausstehenden Abschnitt des Bolzens (13) in einer Ebene senkrecht zur Zentral-Acbie (11) ein Querbolzen (16) befestigt ist und

d) daß der Querbolzen (16) durch eine Kugelführungsbuchse (17) in der Ebene senkrecht zur Zentral-Achsc (11) verschiebbar geführt ist.

2. Vorrichtung nach A.nspruc^u 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (13) mit seinem an der Bohrung (12) hervorstehenden Endr sinen parallel zur Zentral-Achsc (11) angeordneten Zapfen (15) aufweist, der in dem unteren Teil eines Kreuzschlittens drehbar gelagert ist, dessen oberer Teil an dem maschinenfesten Teil angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (13) gegen Verdrehung gegenüber der Zylinderbuchse (10) durch einen paral lel zu der Achse der Bohrung (12) angeordneten und fest mit dem Bolzen (13) verbundenen Stift (18) gesichert ist, welcher in der Zylinderbuchse (10) verschiebbar geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (18) durch den Querbolzen (16) hindurchgeht.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichiung zur Führung einer Werkzeugaufnahmevorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der sowjetischen Patentschrift 5 22 936 ist eine Vorrichiung zur Führung einer Elektrode für die elektroerosive Bearbeitung eines Werkstückes bekannt, bei welcher die in der Elektrodenaufnahmcvorrichtung angeordncic Elektrode auf räumlichen Bewegungsbahnen geführt werden kann. Dabei wird die Elektrode dadurch in einer horizontalen Bahnebene verschoben, daß ein zwischen der Elektrodenaufnahmevorrichtung und einer Lagerbuchse angeordneter Kopfbolzen in einer schrägen Flache der Lagerbuchse in vertikaler und damit auch in radialer Richtung verschoben wird. Der Kopfabschnitt des Kopfbol/cns ist so ausgebildet, daß seine Vertikalachse parallel zur Hauptdrchachsc der Vorrichtung liegt und daß seine AuBenumfangsfläehe mit der schrägen Fläche nur in linienförmigcr Berührung steht. Damit wird einerseits erreicht, daß zwischen der schrägen Fläche und der Außenumfangsftäche des Kopfabschnittes des Kopfbolzens nur eine geringe Reibung auftritt, andererseits kann aber eine ungünstige Kraftbeeinflussung von außen zur Folge haben, daß die sichere Übertragung der Richtungsvorgaben ungünstig

to beeinflußt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eineVorrichtung zur Führung einer Werkzeugaufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Beibehaltung der Möglichkeit, eine praktisch bc- .iebige Vielfalt von verschiedenen Bewegungsformen durchzuführen, gleichzeitig ein außerordentlich hohes Maß an richtungsgenauem Arbeiten gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist zunächst vorgesehen, daß die Längsachse des in die geneigte Bohrung eingreifenden Abschnittes des Bolzens parallel zur Längsachse der geneigten Bohrung ausgerichtet ist. Damit wird die Grundlage für eine Flächenführung des in der geneigten Bohrung angeordneten Bolzenabschnittes geschaffen. Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der i".die geneigte Bohrung eingreifende Abschnitt des Bolzens in einer Kugelführungsbuchsc gelagert ist Damit wird der Vorteil erreicht, daß ein sehr stabiler und leichtgängiger Abschnitt zur Richtungsübertragung geschaffen wird. Schließlich wird in dem aus der Bohrung herausstehenden Abschnitt des Bolzens in einer Ebene senkrecht zur Zentral-Achsc ein Querbolzen befestigt, welcher durch eine Kugclfüh rungsbuchse in der Ebene senkrecht zur Zentral-Achse verschiebbar geführt ist. Damit wird die Gesamt-Vorrichtung zur Übertragung von Richtungsvorgaben sehr stabil und leichtgängig und ist in der Lage, auch geringe Richtungsänderungen bei sehr niedrigen Reibungswcr ten außerordentlich richtungsgenau zu übertragen.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Bolzen mit seinem aus der Bohrung hervorstehenden Ende mit einem parallel zur Zentral-Achse angeordne ten Zapfen versehen, in welchem das Werkzeug aulgcnommen werden kann. Da der Zapfen im Betriebszu stand rotiert, wird auch das im Zapfen aufgenommene Werkzeug gedreht. Diese Aufnahmemöglichkeit kann in bestimmten Anwendungsfällen in vorteilhafter Weise genutzt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und vorteil hafte Weiterbildungen des Gegen, iandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

L»ie Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben: in dieser zeigt

Fig. I einen Vertikalschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgi.'gcnstandcs entlang der Linie l-l in der F i g. 3.

F i g. 2 einen Teilschnitt durch die in der F i g. 1 dargestellte Vorrichiung entlang der Linie H-Il in der I' i g. i.

ho F i g. 3 einen Grundriß der in den Fig.! und 2 dargestellten Vorrichtung und

F i g. 4 verschiedene Formen von Durchbrächen, welche mit der Vorrichtung herstellbar sind.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsei form der Vorrichtung dargestellt, welche insbesondere zur Aufnahme und zur Führung einer Halterung für eine pendelnde Elektrode einer Funkenerosionseinrichiting anwendbar ist. Vorzugsweise ist tue Anordnung dabei

derart getroffen, daß die Aufnahme 23 eine nur pendelnde Bewegung ausführt. In einer alternativen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes könnte jedoch ein Werkzeug auch beispielsweise an den rotierenden Zapfen 15 angeschlossen werden, wenn beispielsweise eine zentrische Bearbeitung für Kugellagersiize hergestellt werden soll.

Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform dient lediglich zur Veranschaulichung des Erfindungsgegenstandes, wobei zu bemerken ist, daß außer den obengenannten Anwendungsfällen ganz allgemein exzentrische Bahnbewegungen ausgeführt werden können, die auch für beliebige andere Zwecke verwendbar sind.

Das Kernstück der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung ist eine Zylinderbuchse 10, die in einer Kugeiführungsbuchse 24 entlang ihrer Zentral-Achse 11 auf und abbewegbar geführt ist. Die Zylinderbuchse 10 weist eine gegenüber der Zentral-Achse 11 unter einem spitzen Winkel geneigte Bohrung 12 auf, in welcher ein Bolzen 13 innerhalb einer Kugelführungsbuchse 14 gleiibar gelagert ist. An den Bolzen 13 ist nach unten ein konzentrisch zu der Zylinderbuchse 10 angeordneter Zapfen 15 angebracht. Der Bolzen 13 mit .uem nach unten ragenden Zapfen 15 ist gegenüber der Zylinderbuchse 10 gegen Verdrehung durch einen Stift 18 gesichert, der fest in dem Zapfen 15 sitzt und innerhalb der Zylinderbuchse 10 verschiebbar geführt ist. Der Stift 18 ist parallel zu dem Bolzen 13 in einer entsprechenden Bohrung in der Zylinderbuchse 10 verschiebbar geführt. Die Zylinderbuchse 10 mit dem Bolzen 13 ist einschließlich dem nach unten ragenden konzentrischen Zapfen 15 sowie zusammen mit der Kugelführungsbuchse 24 sowie mit einer äußeren Lagerschale 25 für die Kugelführungsbuchse 24 drehbar gelagert. Die Lagerung für die im wesentlichen aus den obigen Teilen bestehende drehbare Anordnung wird aus den beiden oberen Kugellagern 26 und 27 sowie aus einem unteren Kugellager 28 gebildet. Die beiden oberen Kugellager 26 und 27 sind auf der Höhe der Zylinderbuchse 10 angeordnet, so daß die Lagerschale 25 für die Kugelführungsbuchse 24 in den beidtii oberen Kugellagern 26 und 27 gehalten ist.

Das untere Kugellager 28, welches gemä3 der Darstellung in der Zeichnung als Doppelkugellager ausgebildet ist. dient der drehbaren Lagerung des Zapfens 15.

Der Zapfen 15 sowie der nach oben in die Bohrung 12 der Zylinderbuchse 10 hineinragenoc· Bolzen 13 sind senkrecht zu der Zcntral-Achse 11 der Zylinderbuchse 10 verschiebbar gelagert, und zwar mittels eines in einer Kugelführungsbuchse 17 hin und herbewegbaren Querbol/ens 16. Durch den Querbolzen 16 ist der Stift 18 hindurchgcführt. und zwar in der Weise, daß der Stift 18 fest im Querbolzen 16 sitzt.

Die Lagerung des Zapfens 15 gemeinsam mit der Aufnahme 23 für ein Werkzeug sind gegenüber der Zylinderbuchse 10 und deren entsprechenden Lagerteilen durch einen aus der Zeichnung ersichtlichen Kreuzschlitten verbunden, so daß grundsätzlich der mit der Zylinderbuchse 10 gemeinsam drehbare Zapfen 15 ebenso wie die an der äußeren Lagerschale des unteren Kugellager·» angebrachte Aufnahme 23 senkrecht zu der /eniral-Achse Il entlang zwei /u einander senkrecht stehenden Koordinaten verschiebbar sind.

Duivh die Kreu/schliucn-Verbindung ist die Aufnahme 2 J daher in einer zu der Zentral-Achse 11 unter einen) rcchien Wi;ikr! ungeordneten Hbcne bewegbar.

Nin-Iifdlgend soll ;iuf die Art und Weise näher eingcj/.Ui)^-IWi werden, im welcher diese Bewegung der Aufnahme 23 herbeigeführt und gesteuert werden kann. An ihrer Oberseite weist die Zylinderbuchse 10 einen Ansatz 29 auf, der im wesentlichen als zylinderförmige Hülse ausgebildet ist, die mitteis einer Kugelf ührungsbuchse 30 drehbar gelagert ist.

Der Ansatz 29 weist eine Ringnut 19 auf. in weiche das eine Ende eines Steuerhebels 20 eingreift. Dieses Ende des Steuerhebels 20 ist gabelförmig ausgebildet, wobei an den beiden Gabelzinken, welche den Ansatz 29 auf der Höhe der Ringnut 19 beidseitig umgreifen, jeweils nach innen stehende Kugellager 21 bzw. 22 angebracht sind, welche durch die beiden Kreisringflächen geführt werden, welche die Ringnut 19 bilden. Der Steuerhebel 20 mit den beiden Kugellagern 21 und 22 ist aus der F i g. 3 am deutlichsten ersichtlich.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Einstellung ist gemäß den obigen Ausführungen der Zapfen 15 konzentrisch zu der Zylinderbuchse 10 angeordnet. Wenn die Zylinderbuchse 10 durch eine entsprechende Schwenkbewegung des Steuerhebels 20 etwas angehoben wird, so bleiben der Bolzen 13 sowie der ,"-jerbolzen 16 zusammen mit ucm z-äpicfi 15 üfiu ucfii oi'ti Io ZWdT 3üi gleicher Höhe, zugleich werden jedoch diese genannten Teile gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach links verschoben. Diese Verschiebung nach links kommt dadurch zustande, daß der Bolzen 13 beim Anheben der Zylinderbuchse 10 aus der Bohrung 12 herausgleitet, so daß aufgrund der gegenüber der Zentral-Achse 11 geneigten Anordnung der Bohrung 12 eine nach links gerichtete translatorische Bewegung zustand^kommt. Wenn nunmehr in dieser nach links verschobenen Stellung des Zapfens 15 gemäß den obigen Ausführungen die Zylinderbuchse 10 einschließlich der zugehörigen Teile in Drehung versetzt wird, so wird die Aufnahme 23 auf einer Kreisbahn bewegt, deren Radius der oben erläuterten Linksverschiebung entspricht. Bei dieser Bewegung behält die Aufnahme 23 ihre Stellung im Raum bei. so daß diese Aufnahme und ein daran angebrachtes Werkzeug keine Rotationsbewegung um die eigene Achse ausführen. Hingegen rotiert der Zapfen 15 mit, so daß wahlweise durch Anbringung an der Aufnahme 23 ode. am Zapfen 15 entweder eine Bahnbewegung eines Werkzeuges wahlweise mit oder ohne Eigenrotation herbeigeführt werden kann.

Durch eine entsprechende feste Einstellung des Hubes der Zylinderbuchse 10 kann die Aufnahme 23 über den exzentrisch angeordneten und im Kreuzschlitten geführten Zapfen 15 auf einer Kreisbahn bewegt werden. Durch eine entsprechende Schwenkbewegung des Steuerhebels 20 kann jedoch der Hub der Zylinderbuchse 10 momentan derart verändert werden, daß während der Drehbewegung oder während der Rolation der Zylinderbuchse 10 die Exzentrizität des Zapfens 15 und d?mi» ϊΐ-ch die Exzentrizität der Aufnahme 23 laufend verändert werden. Auf diese Weise können beliebige vorgegebene Bahrxr; der Aufnahme 23 erzeupt werden, die jedoch in ein und derselben Ebene liegen. Wenn der in seiner Gesamtheit in den F i g. 1 und 2 dargestellte Werkzeugaufnah'Tiekopf in vertikaler Richtung bewegt

ho wird, während zugleich der Hub der Zylinderbuchse 10 im Werkzeugaufnahmekopf verändert wird, so lassen sich beispielsweise bei der Verwendung des Werkzeugaufnahmekopfes an einer Funkenerosionsmaschine mit einer in der Aufnahme 23 angebrachten Elektrode

h'i Durchbrüche in Bauteilen wie Schallplatten für eine Stanzeinrichtung erzeugen, wie sie in der F i g. 4 veranschaulicht sind.

In der I- i g. 4a sind Durchbrüche dargestellt, bei wcl-

ζό ^y Di υ

chen die Exzentrizität der Aufnahme 23 gegenüber der Zcntral-Achsc 1! der Zylinderbuchse 10 über die Dicke der Schnittplattc entweder konstant gehalten wurde oder kontinuierlich verändert wurde. Gemäß der Darstellung in der F-'ig. 4a kann ein Durchbruch erzeugt > werden, der sich wahlweise von oben nach unten entweder erweitert oder verengt. Da/u ist es lediglich erforderlich, bei fortschreitender Vertikalbewcgung des Werkzeugaufnahmekopfes über eine entsprechende Schwenkbewegung des Steuerhebels 20 den Hub der to Zylinderbuchse 10 und damit die Exzentrizität der Aufnahme 23 zu vergrößern oder zu verkleinern.

Die Schwenkbewegung des Steuerhebels 20 kann beispielsweise dadurch in geeigneter Weise gesteuert werden, daß der Steuerhebel 20 als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, dessen eines F.nde gabelförmig ausgebildet ist und in die Ringnut 19 der Zylinderbuchse 10 eingreift, während das andere Ende entweder an einem maschinenfcstcn Teil bcfcstiat ist oder entlang einer Steuerkurve geführt ist. Durch entsprechende Wahl des He- >o belverhältnisses b/w. durch entsprechende Einstellung der jeweiligen Länge der beiden Hebelarme oder durch entsprechende Ausbildung der Steuerkurve läßt sich erreichen, daß der Hub der Zylinderbuchse 10 nach einer vorgebbaren Funktion von der Höhenverstellung des Werkzeugaufnahmekopfes verändert wird.

Wenn die Exzentrizität der Aufnahme 23 über einen Teil der Vertikalbewegung des Werkzeugaufnahmekopfes auf Null eingestellt ist und während eines weiteren Teiles dieser Vertikalbewegung sich stetig verän- jo dert, können beispielsweise die in der Fig.4b schematisch dargestellten Durchbrüche in einer Schnittplatte erzeugt werden.

Es lassen sich mit der oben im einzelnen näher erläuterten Steuerung des Hubes der Zylinderbuchse 10 jedoch auch unregelmäßige Formen von Durchbrüchen in einer Schnittplatte erzeugen, die in Extremfällen nicht einmal symmetrisch in bezug auf die Zentral-Achse sein müssen, wie sie in der Fig.c dargestellt sind. Grundsätzlich kann auch der Hub der Zylinderbuchse 10 währcnd einer Umdrehung ihrer Rotationsbewegung verändert werden, so daß beispielsweise Durchbrüche erzeugt werden können, die erheblich von der Kreisform abweichen.

Wenn die Hubbewegung der Zylinderbuchse 10 in geeigneter Weise auf die Drehbewegung der Zylinderbuchse 10 mit ihren zugehörigen Bauteilen abgestimmt ist, lassen sich mit der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung praktisch beliebige Formen von Durchbrüchen mit einer in der Aufnahme 23 eingespannten Elektrode bei einer Funkenerosionsmaschine hervorrufen. Natürlich können auch beliebige andere geeignete Werkzeuge in die Aufnahme 23 oder in den Zapfen 15 eingesetzt werden, um komplizierte Bearbeitungsvorgänge oder Formgebungsvorgänge herbeizuführen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Führung einer Werkzeugaufnahmevorrichtung, insbesondere für elektroerosive Bearbeitung, auf einer ebenen Bahn, mit verstellbarer Exzentrizität der Werkzeugaufnahmevorrichtung in bezug auf ein maschinenfestes Teil, mit einer urn eine Zentral-Achse (11) drehbaren und in Achsrichtung verschiebbaren Zylinderbuchse (10), welche eine gegenüber der Zentral-Achse (11) geneigte Bohrung (12) aufweist, und mit einem in die geneigte Bohrung (12) eingreifenden, verschiebbaren Bolzen (13) an dessen einem aus der geneigten Bohrung herausstehenden Endabschnitt das Werkzeug anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet,